JP6062215B2 - 医用画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用画像を処理する医用画像処理装置に関する。

従来、医用画像処理装置における医用画像解析処理において、医用画像における解剖学的な組織領域の構造および幾何学的特徴を、自動的に認識する技術（以下、自動認識技術と呼ぶ）がある。自動認識技術は、例えば、セグメンテーション（Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）およびデテクション（Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）などである。特に、被検体の心臓血管領域において、血管構造の認識は重要なものとなっている。血管構造は、例えば、心臓血管領域において、血管内腔の中心を示す芯線、血管領域の内壁および外壁などの組織領域などである。そのため、血管構造の精度は、非常に重要なものとなる。

しかしながら、自動認識技術による出力結果は、臨床の応用において、不十分な精度となる場合がある。このとき、医用画像処理装置は、臨床アプリケーションの機能における編集ツールにより、操作者による操作のもとで、出力結果を調整することができる。このとき、編集ツールの形状および大きさは、操作者により指定される。これにより、編集ツールの形状および大きさは、高い自由度を有する。しかしながら、出力結果を手動で編集する場合において、編集時間が多くかかる問題がある。例えば、冠動脈枝における複数の横断面画像において、冠動脈の内壁および外壁などの複数の編集対象が編集される場合、操作者は、横断面画像ごとおよび編集対象ごとに、編集ツールの大きさおよび形状を指定する必要がある。このことは、手動編集の実行前における設定の煩雑さにより、臨床応用において現実的でない問題となる。また、編集作業は表示画像上で実行され、編集ツールの形状および大きさの変更はＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：以下、ＧＵＩと呼ぶ）のパネル上で実行されるため、表示画像上で編集ツールの大きさなどの調整ができない問題がある。

目的は、編集ツールの形状と大きさとのうち少なくとも一方を、自動的に決定する医用画像処理装置を提供することにある。

本実施形態に係る医用画像処理装置は、形状の異なる複数の編集ツールとボリュームデータとを記憶する記憶部と、前記ボリュームデータから少なくとも一つの編集対象の領域を抽出する抽出部と、前記抽出された編集対象の領域に基づいて、前記抽出された編集対象の領域を有する医用画像を発生する画像発生部と、前記医用画像に重畳される前記編集ツールの位置と前記抽出された編集対象の領域とに基づいて、前記編集ツールの位置と前記編集対象の領域との相対的な位置関係を決定する位置関係決定部と、前記決定された相対的な位置関係に基づいて、前記複数の編集ツールから前記編集対象の領域の編集に用いられる編集ツールを選択する編集ツール選択部と、前記医用画像に前記選択された編集ツールを前記相対的な位置関係に従って重畳した重畳画像を表示する表示部と、を具備することを特徴とする。

図１は、本実施形態に係る医用画像処理装置の構成の一例を示す構成図である。 図２は、本実施形態に係り、編集ツールの位置と編集対象の領域との相対的な位置関係と編集対象とにそれぞれ対応する複数の編集ツールの一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係り、編集対象が冠動脈内壁であって、冠動脈内腔に編集ツールが配置される場合において、選択された編集ツールが医用画像に表示される一例を示す図である。 図４は、本実施形態に係り、編集対象が冠動脈外壁であって、冠動脈外壁の外側に編集ツールが配置される場合において、選択された編集ツールが医用画像に表示される一例を示す図である。 図５は、本実施形態に係り、編集された冠動脈領域を、心臓領域とともに表示する手順の一例を示すフローチャートである。 図６は、本実施形態に係り、複数の編集ツールから編集対象の編集に用いられる編集ツールを選択し、選択された編集ツールの大きさを決定し、選択された編集ツールを決定された大きさで医用画像に重畳して表示する手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、本実施形態に係り、編集対象の内側（冠動脈の内腔側）から編集対象を編集する一例を示す図である。 図８は、本実施形態に係り、編集対象の外側から編集対象を編集する一例を示す図である。 図９は、本実施形態に係り、図７における編集ツールとは形状が異なる編集ツールを用いて、編集対象の外側から編集対象を編集する一例を示す図である。 図１０は、本実施形態に係り、編集前後における冠動脈の内壁の一例を示す図である。 図１１は、本実施形態の第１の変形例に係り、編集対象の選択に応じて、編集ツールの大きさを変更する手順のフローチャートの一例を示す図である。 図１２は、本実施形態の第１の変形例に係り、２つの異なる編集対象（冠動脈内壁と冠動脈外壁）を、編集対象を選択するカーソルとともに示す図である。 図１３は、本実施形態の第１の変形例に係り、複数の編集対象各々に対して、編集対象の選択領域の一例を示す図である。 図１４は、本実施形態の第１の変形例に係り、複数の編集対象各々に対して、編集対象の選択領域の一例を示す図である。 図１５は、本実施形態の第１の変形例に係り、編集対象として冠動脈の内壁が選択された場合において、冠動脈の内腔に編集ツールが表示される一例を示す図である。 図１６は、本実施形態の第２の変形例に係り、編集された編集対象の領域の大きさに基づいて決定された大きさで、編集ツールを表示する手順の一例を示すフローチャートである。 図１７は、本実施形態の第３の変形例に係り、ＣＰＲ断面像において、抽出された芯線にカーソルを近けることにより選択された芯線の編集ツールの一例を示す図である。 図１８は、本実施形態の第３の変形例に係り、抽出された冠動脈と冠動脈の芯線とを示すＣＰＲ断面像を、芯線に垂直な複数の断面像とともに示す図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる医用画像処理装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

以下、図面を参照して、本実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る医用画像処理装置１の構成の一例を示す構成図である。医用画像処理装置１は、記憶部１１と、抽出部１３と、位置関係決定部１５と、編集ツール選択部１７と、大きさ決定部１９と、画像発生部２１と、表示部２３と、インターフェース部２５と、入力部２７と、制御部２９とを有する。

記憶部１１は、形状の異なる複数の編集ツールと、ボリュームデータとを記憶する。なお、記憶部１１は、後述する画像発生部２１により発生された複数の医用画像を記憶してもよい。また、記憶部１１は、後述する制御部２９により用いられる制御プログラム、後述する抽出部１３で用いられる所定の処理に関する抽出プログラムなどを記憶する。複数の編集ツールは、編集対象と編集方向とを対応付けて記憶される。編集方向とは、編集対象の領域を編集する方向である。編集方向は、例えば、編集対象の領域の位置と編集ツールが後述する医用画像に重畳される位置（以下、ツール位置と呼ぶ）との相対的な位置関係により決定される。ツール位置は、後述する入力部２７を介して、操作者により入力（設定）される。

一例として、編集対象が血管の内壁である場合について、編集方向を説明する。血管の横断面において、ツール位置が血管の内腔である場合、編集方向は、血管内腔から血管の内壁へ向かう方向を編集方向として規定される。また、血管の横断面において、ツール位置が血管の内壁の外側である場合、編集方向は、血管の内壁の外側から血管内腔の中心へ向かう方向として規定される。

図２は、ツール位置と編集対象の領域との相対的な位置関係と編集対象とにそれぞれ対応する複数の編集ツールの一例を示す図である。図２における編集対象は、冠動脈の内壁、外壁、曲面多断面再構成（Ｃｕｒｖｅｄ Ｍｕｌｔｉ Ｐｌａｎｅｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ：以下、ＣＰＲと呼ぶ）画像における芯線、臓器の輪郭である。なお、編集対象は、これらに限定されず、管状構造（血管、消化管、リンパ管など）、任意の臓器であってもよい。また、図２における編集方向または相対的な位置関係は、冠動脈の内壁および外壁の内側と外側でそれぞれ区分されている。なお、相対的な位置関係はこれらに限定されない。また、図２は、編集ツールの形状の一例を示したものであって、編集ツールの形状は、円形の代わりに楕円形、鋭角三角形、多角形であってもよい。また、編集対象がＣＰＲにおける冠動脈の芯線である場合、編集ツールの形状は、所定の範囲の芯線を平滑化した曲線であってもよい。

記憶部１１は、後述する入力部２７を介した入力操作により編集ツールで編集された編集対象の領域を記憶する。なお、記憶部１１は、編集対象の領域を、編集結果に応じて更新して記憶してもよい。

抽出部１３は、記憶部１１に記憶されたボリュームデータから、所定の処理により、少なくとも一つの編集対象の領域を抽出する。編集対象の領域とは、例えば、ボリュームデータにおいて、組織または器官（脳、肝臓等）の輪郭構造に関する領域、管状構造を有する組織（例えば、血管、消化管、リンパ管など）の内壁および外壁に関する領域などである。以下、具体的に説明するために、編集対象の領域は、冠動脈の内壁および外壁に関する領域（以下、冠動脈内壁、冠動脈外壁と呼ぶ）とする。

所定の処理とは、例えば、セグメンテーション（Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）処理、デテクション（Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）処理などである。具体的には、セグメンテーション処理とは、例えば、閾値処理、領域生成、テクスチャ解析などである。デテクション処理とは、例えば、エッジ検出処理などである。

抽出部１３は、ボリュームデータから、所定の処理により、心臓の領域（以下、心臓領域と呼ぶ）を抽出する。抽出部１３は、心臓領域から、大動脈起始部に対応する領域を抽出する。抽出部１３は、心臓領域から、大動脈起始部の領域に接続される複数の冠動脈の芯線を抽出する。抽出部１３は、抽出された芯線を用いて、心臓領域から複数の冠動脈各々における冠動脈内壁の頂点群（以下、第１頂点群と呼ぶ）を抽出する。例えば、冠動脈の横断面において、第１頂点群における近隣の頂点を線分で接続することにより、冠動脈内壁が特定される。

抽出部１３は、心臓領域から複数の冠動脈各々における冠動脈外壁の頂点群（以下、第２頂点群と呼ぶ）を抽出する。例えば、冠動脈の横断面において、第２頂点群における近隣の頂点を線分で接続することにより、冠動脈外壁が特定される。抽出部１３は、抽出した第１、第２頂点群を、後述する位置関係決定部１５に出力する。

位置関係決定部１５は、抽出された編集対象の領域（冠動脈内壁または冠動脈外壁）とツール位置とに基づいて、ツール位置と編集対象の領域との相対的な位置関係を決定する。具体的には、位置関係決定部１５は、ツール位置が編集対象の領域に含まれるか否かを判定する。位置関係決定部１５は、判定結果に基づいて、相対的な位置関係を決定する。すなわち、相対的な位置関係は、入力されたツール位置が編集対象の領域の内側（編集対象の輪郭を含む）に含まれるか否かを示す。例えば、編集対象の領域が冠動脈内壁である場合、位置関係決定部１５は、ツール位置が冠動脈内壁の内側か否かを判定する。また、編集対象の領域が冠動脈外壁である場合、位置関係決定部１５は、ツール位置が冠動脈外壁の内側か否かを判定する。位置関係決定部１５は、決定した相対的な位置関係を、後述する編集ツール選択部１７に出力する。

編集ツール選択部１７は、決定された相対的な位置関係に基づいて、記憶部１１に記憶された複数の編集ツールから、抽出された編集対象を編集するための編集ツールを選択する。例えば、ツール位置が編集対象の領域に含まれる場合、編集ツール選択部１７は、円形形状を有する編集ツール（以下、円形編集ツールと呼ぶ）を、複数の編集ツールから選択する。ツール位置が編集対象の領域に含まれない（編集対象の領域の外側）場合、編集ツール選択部１７は、円弧形状を有する編集ツール（以下、円弧編集ツールと呼ぶ）を選択する。例えば、編集対象の領域が冠動脈内壁であって、内壁の内側すなわち冠動脈の内腔にツール位置が設定された場合、編集ツール選択部１７は、複数の編集ツールから円形編集ツールを選択する。また、編集対象の領域が冠動脈内壁であって、冠動脈内壁の外側すなわち冠動脈の内腔を除く領域にツール位置が設定された場合、編集ツール選択部１７は、複数の編集ツールから円弧編集ツールを選択する。編集ツール選択部１７は、選択した編集ツールを、後述する画像発生部２１に出力する。

大きさ決定部１９は、抽出部１３により抽出された編集対象の領域の大きさに基づいて、選択された編集ツールの大きさを決定する。具体的には、大きさ決定部１９は、編集対象の領域に基づいて、編集対象の解剖学的構造に関する大きさを特定する。次いで、大きさ決定部１９は、編集対象の解剖学的構造に関する大きさに基づいて、選択された編集ツールの大きさを決定する。編集対象の解剖学的構造に関する大きさとは、例えば、編集対象の領域が冠動脈内壁である場合、冠動脈の横断面における冠動脈の内腔の最大径である。このとき、編集ツールが円形編集ツールである場合、大きさ決定部１９は、血管の横断面における血管の内腔の最大径を、円形形状の直径として決定する。

また、編集対象の解剖学的構造に関する大きさは、編集対象が冠動脈外壁である場合、冠動脈の横断面における冠動脈の外径の最大径である。このとき、編集ツールが円弧編集ツールである場合、大きさ決定部１９は、血管の横断面における血管の内腔の最大径を、円弧形状の直径として決定する。大きさ決定部１９は、決定した大きさを、後述する画像発生部２１に出力する。

なお、大きさ決定部１９は、編集対象の領域の大きさと所定の値とに基づいて、選択された編集ツールの大きさを決定してもよい。このとき編集ツールの大きさは、編集対象の大きさより所定の値だけ小さい大きさとなる。なお、所定の値は、後述する入力部２７を介した入力操作に従って、所定の値を適宜変更可能である。これにより、大きさ決定部１９は、入力操作に応じて、選択された編集ツールの大きさを動的に変更する。なお、所定の値は、編集対象の領域の大きさに対する編集ツールの大きさの割合であってもよい。例えば、編集対象が冠動脈内壁であって、選択された編集ツールが円形形状である場合、所定の値は、内腔の最大径に対する円形形状の直径の割合となる。

また、大きさ決定部１９は、編集対象の領域を有する医用画像の切り替えに伴って、切り替えられた医用画像における編集対象の領域の大きさに基づいて、選択された編集ツールの大きさを再度決定してもよい。具体的には、冠動脈の横断面の画像が、異なる横断面の画像に切り替えられると、大きさ決定部１９は、切り替えられた横断面における編集対象の領域（冠動脈内壁、冠動脈外壁など）に基づいて、選択された編集ツールの大きさを再度決定する。すなわち、大きさ決定部１９は、冠動脈の横断面の切り替えに伴って、選択された編集ツールの大きさを変更する。

画像発生部２１は、抽出された編集対象の領域に基づいて、抽出された編集対象の領域を有する医用画像を発生する。具体的には、画像発生部２１は、ボリュームデータから抽出された第１、第２頂点群、芯線に基づいて、芯線に垂直な横断面に対応する医用画像を発生する。画像発生部２１は、選択された編集ツールを大きさ決定部１９により決定された大きさで、決定された相対的な位置関係に従って、医用画像に重畳した重畳画像を発生する。画像発生部２１は、発生した医用画像、重畳画像などを後述する表示部２３に出力する。

表示部２３は、画像発生部２１により発生された医用画像、重畳画像を表示する。表示部２３は、後述する入力部２７を介した入力操作により編集対象の領域を編集した医用画像を表示する。

図３は、編集対象が冠動脈内壁であって、ツール位置が冠動脈の内腔である場合において、選択された編集ツールが、決定された大きさで医用画像に重畳して表示される一例を示す図である。

図４は、編集対象が冠動脈外壁であって、ツール位置が冠動脈の外側である場合において、選択された編集ツールが、決定された大きさで医用画像に重畳して表示される一例を示す図である。

インターフェース部２５は、後述する入力部２７、ネットワーク、図示していない外部記憶装置などに関するインターフェースである。インターフェース部２５は、図示していない医用画像撮影装置および医用画像保管装置に対して電子的通信回線、典型的にはローカルエリアネットワーク（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：以下ＬＡＮと呼ぶ）などを介して接続される。医用画像撮影装置で発生されたボリュームデータ、または医用画像保管装置で保管されたボリュームデータは、インターフェース部２５を介して、記憶部１１に記憶される。また、本医用画像処理装置１で編集された編集対象の領域を含む医用画像のデータ、ボリュームデータなどは、ネットワークを介して図示していない医用画像保管装置などの他の装置に転送可能である。

入力部２７は、操作者などからの各種指示・命令・情報・選択・設定などを後述する制御部２９に入力する。具体的には、入力部２７は、上記各種指示・命令・情報・選択・設定などを入力するためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、マウス・ホイール、キーボード等の入力デバイスを有する。なお、入力デバイスは、表示部２３における表示画面を覆うタッチパネルでもよい。入力部２７は、入力デバイスを介して、重畳画像に表示された編集ツールを用いて、編集対象の領域を編集する操作を入力する。なお、入力部２７は、所定の値を、マウス・ホイールの回転方向および回転量に応じて、入力することも可能である。このとき、例えば、表示部２３に表示された円形編集ツールにおける円形形状の半径は、マウス・ホイールの回転方向および回転量に応じて、変更される。

制御部２９は、図示していない中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：以下、ＣＰＵと呼ぶ）、メモリ等を有する。制御部２９は、本医用画像処理装置１の中枢として機能する。具体的には、制御部２９は、入力部２７を介して入力された入力操作に応じて、記憶部１１から制御プログラムなどを読み出して自身のメモリ上に展開する。制御部２９は、展開した制御プログラムを実行することにより、本医用画像処理装置１の各部を制御する。また、例えば、制御部２９は、記憶部１１から抽出プログラムを読み出して実行することにより、抽出部１３を制御する。

（領域表示機能）
領域表示機能とは、編集された編集対象の領域をボリュームデータから抽出し、抽出された編集対象の領域に基づいて発生された医用画像を表示する機能である。以下、説明を簡単にするために、編集対象の領域は、第１頂点群とする。以下、領域表示機能に関する処理（以下、領域表示処理と呼ぶ）について説明する。

図５は、領域表示処理に関する手順の一例を示すフローチャートである。
ボリュームデータが、記憶部１１から読み出される。なお、ボリュームデータの代わりに医用画像が記憶部１１から読み出されてもよい。ボリュームデータから心臓領域が抽出される（ステップＳａ１）。心臓領域から大動脈起始部の領域が抽出される（ステップＳａ２）。大動脈起始部の領域に接続される冠動脈の芯線が、心臓領域から抽出される（ステップＳａ３）。冠動脈の内壁を示す第１頂点群が、心臓領域が抽出される（ステップＳａ４）。なお、編集対象の領域が冠動脈の外壁を示す領域である場合、第２頂点群が、心臓領域から抽出されてもよい。

第１頂点群が、編集ツール選択部１７に出力される（ステップＳａ５）。なお、編集対象の領域が冠動脈の外壁を示す領域である場合、第２頂点群が編集ツール選択部１７に出力される。編集ツールにより編集された第１頂点群と心臓領域とに基づいて、冠動脈の領域がボリュームデータから抽出される（ステップＳａ７）。頂点群の編集については、後述する編集ツール選択表示機能で説明する。抽出された冠動脈と心臓領域とに基づいて、心臓領域と冠動脈の領域とを有する医用画像が発生される（ステップＳａ８）。発生された医用画像が、表示部２３で表示される（ステップＳａ９）。

（編集ツール選択表示機能）
編集ツール選択表示機能とは、編集対象の領域とツール位置との相対的な位置関係に基づいて編集対象の領域を編集する編集ツールを複数の編集ツールから選択し、選択された編集ツールの大きさを決定し、選択された編集ツールを決定された大きさで医用画像に重畳して表示する機能である。なお、編集ツール選択表示機能における編集ツールの選択は、編集対象に基づいて実行されてもよい。説明を簡単にするために、編集対象の領域は、第１頂点群であるものとする。以下、編集ツール選択表示機能に関する処理（以下、編集ツール選択表示処理と呼ぶ）を説明する。

図６は、編集ツール表示選択処理に係る手順の一例を示すフローチャートである。

入力部２７を介して、ツール位置が入力される（ステップＳｂ１）。抽出部１３から第１頂点群が入力される（ステップＳｂ２）。入力されたツール位置と第１頂点群とに基づいて、ツール位置と第１頂点群との相対的な位置関係が決定される（ステップＳｂ３）。決定された相対的な位置関係に基づいて、第１頂点群の編集に用いられる編集ツールが、複数の編集ツールから選択される（ステップＳｂ４）。第１頂点群に基づいて、冠動脈の最大内径が特定される（ステップＳｂ５）。特定された最大内径と所定の値とに基づいて、選択された編集ツールの大きさが決定される（ステップＳｂ６）。

選択された編集ツールを医用画像に決定された大きさで相対的な位置関係に従って重畳した重畳画像が発生される（ステップＳｂ７）。重畳画像が表示部２３に表示される（ステップＳｂ８）。表示された編集ツールを用いて、第１頂点群が編集される（ステップＳｂ９）。

図７は、編集対象である冠動脈の内壁（第１頂点群）を、円形編集ツールを用いて、冠動脈の内腔の内側から編集する一例を示す図である。図７における編集ツールの形状は、編集ツール選択部１７により選択された円形編集ツールである。図７における編集ツールの大きさは、大きさ決定部１９により決定された大きさである。なお、円形編集ツールの大きさ（直径）は、編集作業中においても、例えば、マウス・ホイールを回転させることにより動的に変更可能である。

図７は、重畳画像において、円形編集ツールの移動により、第１頂点群のうち操作者が所望する頂点（以下、所望頂点と呼ぶ）が編集される様子を示している。図７における点線は、編集前の所望頂点と移動前の円形編集ツールと円形編集ツールの移動方向とを示している。冠動脈の内腔（内側）から冠動脈の外側に向かって、所望頂点を円形編集ツールで押すことにより、所望頂点は、冠動脈の外側に移動する。上記操作を第１頂点群における他の頂点に対して実行することにより、第１頂点群は、冠動脈の外側に向かって編集される。

図８は、編集対象である冠動脈の内壁（第１頂点群）を、円形編集ツールを用いて、冠動脈内壁の外側から編集する一例を示す図である。図８における編集ツールの形状は、編集ツール選択部１７により選択された円形編集ツールである。図８における円形編集ツールの大きさは、大きさ決定部１９により決定された大きさである。なお、円形編集ツールの大きさ（直径）は、編集作業中においても、例えば、マウス・ホイールを回転させることにより動的に変更可能である。

図８は、重畳画像において、円形編集ツールの移動により、所望頂点が編集される様子を示している。図８における点線は、編集前の所望頂点と移動前の円形編集ツールと円形編集ツールの移動方向とを示している。第１頂点群の外側から冠動脈の内腔に向かって、所望頂点を編集ツールで押すことにより、所望頂点は、冠動脈の内腔側に移動する。上記操作を第１頂点群における他の所望頂点に対して実行することにより、第１頂点群は、冠動脈の内腔に向かって編集される。

図９は、図７における円形編集ツールとは形状が異なる円弧編集ツールを用いて、編集対象である第１頂点群の外側から第１頂点群を編集する一例を示す図である。図７との相違は、編集ツール選択部１７により選択される編集ツールが、円弧形状を有していることにある。

図１０は、編集前後における冠動脈の内壁の一例を示す図である。図１０における円形編集ツールは、編集ツール選択部１７により選択された編集ツールである。図１０における円形編集ツールの大きさは、図１０における編集前の冠動脈の内腔の最大径に基づいて決定される。図１０における点線は、編集前の冠動脈内壁を示している。図１０における太い実線は、編集後の冠動脈の内壁を示している。

（第１の変形例）
上記実施形態との相違は、複数の編集対象に関する領域を抽出し、複数の編集対象にそれぞれ対応する複数のサイズを決定し、編集対象の領域の選択指示に応じて、表示される編集ツールのサイズを変更することにある。

抽出部１３は、ボリュームデータから複数の編集対象の領域を抽出する。以下、説明を関単にするため、複数の編集対象の領域は、第１、第２頂点群として説明する。

大きさ決定部１９は、複数の編集対象の領域にそれぞれ対応する複数の大きさを決定する。具体的には、大きさ決定部１９は、編集ツール選択部１７により選択された編集ツールの大きさを、第１、第２頂点群にそれぞれ対応づけて決定する。

入力部２７は、複数の編集対象の領域（第１、第２頂点群）が表示された医用画像において、編集対象となる頂点群を選択する指示（以下、選択指示と呼ぶ）を入力する。例えば、入力部２７は、選択指示として、表示された第１頂点群または第２頂点群を指定する。

画像発生部２１は、編集ツールを、入力部２７を介して選択された編集対象の領域に対応する大きさで、医用画像に重畳した重畳画像を発生する。

表示部２３は、複数の編集対象の領域を有する医用画像を表示する。具体的には、表示部２３は、第１、第２頂点群を有する医用画像を表示する。表示部２３は、上記画像発生部２１で発生した重畳画像を表示する。

（領域表示機能）
上記実施形態のとの相違は、複数の編集対象の領域を、ボリュームデータから抽出することにある。

図５のフローチャートにおいて、ステップＳａ３の処理の後、冠動脈の内壁を示す第１頂点群と、冠動脈の外壁を示す第２頂点群とが、心臓領域が抽出される。次いで、第１、第２頂点群が、編集ツール選択部１７に出力される。編集ツールにより編集された頂点群と心臓領域とに基づいて、冠動脈の領域がボリュームデータから抽出される。頂点群の編集については、後述する編集ツール選択表示機能で説明する。抽出された冠動脈と心臓領域とに基づいて、心臓領域と冠動脈の領域とを有する医用画像が発生される。発生された医用画像が、表示部２３で表示される。

（編集ツール選択表示機能）
上記実施形態との相違は、第１、第２頂点群各々に対応する編集ツールの大きさを決定し、編集ツールの大きさを選択された頂点群に対応する大きさで、医用画像に重畳して表示することにある。

図１１は、編集ツール表示選択処理に係る手順の一例を示すフローチャートである。

第１頂点群に基づいて、冠動脈の最大内径が特定される（ステップＳｃ１）。特定された最大内径と所定の値とに基づいて、第１頂点群に対応する編集ツールの大きさ（以下、第１サイズと呼ぶ）が決定される（ステップＳｃ２）。第２頂点群に基づいて、冠動脈の最大外径が特定される（ステップＳｃ３）。最大外径と所定の値とに基づいて、編集ツールの大きさ（以下、第２サイズと呼ぶ）が決定される（ステップＳｃ４）。第１頂点群が選択されると（ステップＳｃ５）、相対的な位置関係に従って編集ツールを第１サイズで、第１、第２頂点群とともに、医用画像に重畳した重畳画像が発生される。発生された重畳画像が、表示部２３で表示される（ステップＳｃ６）。第１サイズで表示された編集ツールを用いて、第１頂点群が編集される（ステップＳｃ７）。

第２頂点群が選択されると（ステップＳｃ８）、相対的な位置関係に従って編集ツールを第２サイズで、第１、第２頂点群とともに、医用画像に重畳した重畳画像が発生される。発生された重畳画像が、表示部２３で表示される（ステップＳｃ９）。第１サイズで表示された編集ツールを用いて、第１頂点群が編集される（ステップＳｃ１０）。

図１２は、２つの異なる編集対象（冠動脈内壁と冠動脈外壁）を、編集対象を選択するカーソルとともに示す図である。図１２において、表示されたカーソルにより指定された冠動脈外壁（第２頂点群）は、太線で表示されている。

図１３は、複数の編集対象各々に対して、編集対象の選択領域の一例を示す図である。図１３において、編集対象の選択領域は、編集対象を中心線とした所定の範囲で表示される。表示された選択領域上にカーソルを移動させて、選択指示（例えば、ダブルクリックなど）が入力されると、カーソルの背面の選択領域に含まれる頂点群が、編集対象として特定される。

図１４は、複数の編集対象各々に対して、編集対象の選択領域の一例を示す図である。図１４において、第１頂点群（冠動脈内壁）に対する選択領域は、冠動脈内腔の領域である。図１４において、第２頂点群（冠動脈外壁）に対する選択領域は、冠動脈内壁（第１頂点群）と冠動脈外壁（第２頂点群）とで挟まれた領域である。

図１５は、編集対象として冠動脈の内壁が選択された場合において、冠動脈の内腔に編集ツールが表示される一例を示す図である。図１５において、カーソルの動きに連動して編集ツールが移動する。これにより、第１頂点群が編集される。

（第２の変形例）
本実施形態と第１の変形例との相違は、編集ツールにより編集された編集対象の大きさに基づいて、編集ツールの大きさを決定することにある。以下、説明を簡単にするために、編集対象は、第１頂点群（冠動脈内壁）であるとする。

大きさ決定部１９は、編集ツールにより編集された編集対象の領域の大きさに基づいて、編集された編集対象に関する編集ツールの大きさを決定する。すなわち、大きさ決定部１９は、編集対象の編集に応じて、編集ツールの大きさを決定する。

具体的には、大きさ決定部１９は、編集された第１頂点群に基づいて、冠動脈の最大内径を特定する。大きさ決定部１９は、特定した最大内径に基づいて、第１頂点群を編集する編集ツールの大きさ（第１サイズ）を決定する。例えば、第１頂点群を編集する編集ツールが円形編集ツールである場合、大きさ決定部１９は、編集された第１頂点群により特定された最大内径に基づいて、第１頂点群に関する円形編集ツールの直径を決定する。大きさ決定部１９は、決定した第１サイズを画像発生部２１に出力する。大きさ決定部１９は、第１頂点群の編集に応じて、第１サイズを、繰り返し決定する。

画像発生部２１は、編集対象の編集に応じて決定された編集ツールの大きさで、編集対象を編集する編集ツールを、相対的な位置関係に従って、編集対象とともに医用画像に重畳した重畳画像を発生する。すなわち、重畳画像における編集ツールは、編集対象の編集ごとに、編集された編集対象により決定された大きさに、変更される。

具体的には、画像発生部２１は、第１頂点群を編集する編集ツールを、第１サイズで、相対的な位置関係に従って、第１頂点群とともに医用画像に重畳した重畳画像を発生する。画像発生部２１は、上記重畳画像を第１頂点群の編集に応じて、繰り返し発生する。画像発生部２１は、発生した重畳画像を、表示部２３に出力する。

表示部２３は、編集対象の編集に応じて発生された重畳画像を、編集対象の編集に応じて、繰り返し表示する。

（領域表示機能）
領域表示機能に係る領域表示処理は、上記実施形態と同様なため、説明は省略する。

（編集ツール選択表示機能）
本実施形態と第１の変形例との相違は、編集された第１頂点群に応じて決定された大きさで、編集ツールを、第１頂点群の編集操作ごとに、医用画像に重畳して表示することにある。

図１６は、編集された編集対象の領域の大きさに基づいて決定された大きさで、編集ツールを表示する手順の一例を示すフローチャートである。
ステップＳａ４で抽出された第１頂点群に基づいて、冠動脈の最大内径が特定される（ステップＳｄ１）。特定された最大内径と所定の値とに基づいて、第１頂点群を編集する編集ツールの大きさ（第１サイズ）が決定される（ステップＳｄ２）。編集ツールが、第１サイズで、第１頂点群とともに表示される（ステップＳｄ３）。第１サイズで表示された編集ツールで、第１頂点群が編集される（ステップＳｄ４）。第１頂点群の編集が終了していなければ（ステップＳｄ５）、編集された第１頂点群に基づいて、冠動脈の最大内径が再度特定される（ステップＳｄ６）。以下、第１頂点群の編集が終了するまで、ステップＳｄ１乃至ステップＳｄ６の処理が繰り返される。なお、第２頂点群が編集される場合では、図１６における第１頂点群は第２頂点群に置換される。加えて、ステップＳｄ１、ステップＳｄ２、ステップＳｄ６における最大内径は、最大外径に置換される。また、ステップＳｄ２乃至ステップＳｄ４における第１サイズは、第２サイズに置換される。

（第３の変形例）
本実施形態および第１の変形例、第２の変形例の相違は、編集対象が芯線（頂点の集合体が線分で連結された図形）であることにある。

位置関係決定部１５は、抽出された芯線とツール位置とに基づいて、ツール位置と芯線との相対的な位置関係を決定する。具体的には、位置関係決定部１５は、芯線を含むＣＰＲ画像においてカーソルが芯線に近づくと、カーソルの位置と芯線と距離を計算する。位置関係決定部１５は、計算された距離を所定の閾値以下か否かを判定する。計算された距離が所定の閾値以下である場合、位置関係決定部１５は、カーソル位置と芯線との相対的な位置関係を決定する。本変形例における相対的な位置関係とは、芯線とカーソル位置との位置関係である。

編集ツール選択部１７は、相対的な位置関係に基づいて、複数の径所の異なる編集ツールから芯線の編集に用いられる編集ツール（以下、芯線編集ツールと呼ぶ）を選択する。芯線編集ツールは、例えば、図２に示すように曲線で表示される。

大きさ決定部１９は、相対的な位置関係に基づいて、芯線編集ツールの大きさを決定する。具体的には、大きさ決定部１９は、カーソル位置に最近接する芯線の頂点（以下、最近接頂点と呼ぶ）と、線分を介して最近接頂点に接続された複数の頂点とを平滑化して結んだ曲線を、芯線編集ツールの形状として決定する。なお、大きさ決定部１９は、上記最近接頂点と上記複数の頂点とを、例えばスプライン補間により結んだ曲線を、芯線編集ツールの形状および大きさとして決定してもよい。

図１７は、ＣＰＲ断面像において、抽出された芯線にカーソルを近けることにより選択された芯線編集ツールの一例を示す図である。芯線編集ツールの形状は、最近接頂点に隣接する２つの頂点と最近接頂点とをスプライン補間した曲線の形状である。また、芯線集ツールの大きさは、上記２つの頂点と最近接頂点とに基づいて決定される。具体的には、芯線編集ツールの大きさは、上記２つの頂点と最近接頂点とをスプライン補間により結んだ曲線の長さ程度となる。

また、大きさ決定部１９は、上記最近接頂点と上記複数の頂点とを結ぶ芯線の一部分における複数の点各々上の芯線の方向を示すベクトルに基づいて、芯線編集ツールの形状および大きさとして決定してもよい。また、大きさ決定部１９は、ＣＰＲ画像に芯線上に設定された所定の間隔を、芯線編集ツールの大きさとして、決定してもよい。所定の間隔とは、例えば、芯線に垂直な複数の断面像に関する芯線上の間隔である。

また、芯線編集ツールの形状は、最近接頂点を含む所定の間隔（以下、最近接頂点内包区間と呼ぶ）内の芯線を除いた芯線に基づいて、最近接頂点内包区間内の芯線を補完した曲線（以下、補間曲線と呼ぶ）であってもよい。

図１８は、抽出された冠動脈と冠動脈の芯線とを示すＣＰＲ断面像を、芯線に垂直な複数の断面像とともに示す図である。図１８におけるＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’、Ｅ−Ｅ’各々は、ＣＰＲ画像において芯線に垂直な断面像の位置を示している。所定の間隔とは、ＣＰＲ画像の芯線上において、例えば、Ａ−Ａ’とＢ−Ｂ’との間隔、Ｂ−Ｂ’とＣ−Ｃ’との間隔、Ｃ−Ｃ’とＤ−Ｄ’との間隔、Ｄ−Ｄ’とＥ−Ｅ’との間隔である。図１８における芯線編集ツールの大きさ（長さ）の決定に用いられた所定の間隔は、芯線上におけるＢ−Ｂ’とＣ−Ｃ’との間隔である。また、図１８において、芯線編集ツールの形状は、補間曲線の形状に対応する。

領域表示処理および編集ツール選択表示処理において、上記実施形態との相違は、編集対象が異なることにある。そのため、詳細な説明は省略する。

なお、編集対象は、芯線の代わりに他の組織の解剖学的構造（例えば、輪郭形状）に対しても同様な方法で編集ツールを選択し、編集ツールの大きさを決定することが可能である。例えば、編集対象は、脳、肝臓などの組織の領域における輪郭形状である。この時、輪郭形状に対する編集ツールの形状は、編集対象の組織の領域の輪郭（以下、編集組織輪郭と呼ぶ）を平滑化した形状となる。

この場合、位置関係決定部１５は、ツール位置と編集組織輪郭との相対的な位置関係を決定する。この相対的な位置関係とは、ツール位置が編集組織輪郭の内側または外側にあるかどうかを判定する。編集ツール選択部１７は、ツール位置が編集組織輪郭の内側または外側かの判定結果により編集ツールを選択する。大きさ決定部１９は、編集組織輪郭の大きさに基づいて、選択された編集ツールの大きさを決定する。

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態に係る医用画像処理装置１によれば、ツール位置と編集対象の領域との相対的な位置関係に基づいて選択された編集ツールを、編集対象の領域の大きさ基づいて決定された大きさで、編集対象の領域を有する医用画像に重畳して表示することができる。すなわち、本医用画像処理装置１は、編集ツールの形状および大きさを、操作者が所望する最終的な編集対象の領域の形状および大きさに近い状態で、表示することができる。これにより、操作者は、編集対象の領域を編集する際、編集ツールの形状および大きさを指定する必要がなくなる。このため、編集対象の領域の編集時間が短縮される。以上のことから、本医用画像診断装置１によれば、編集対象の領域の編集を含む臨床ワークフローの効率化を高めることができる。

また、本医用画像処理装置１によれば、例えば、横断面の医用画像における編集対象の領域の大きさに応じて、編集ツールの大きさを決定することができる。これにより、横断面ごとに、決定された大きさで編集ツールを表示することができる。また、本医用画像処理装置１によれば、編集方向に応じて編集ツールを選択することができる。これにより、編集方向の入力に応じて、編集ツールの形状を決定することができる。

また、本医用画像診断装置１によれば、複数の編集対象の領域が表示された医用画像において、編集対象の領域の選択に応じて、編集ツールの形状と大きさと自動的に決定して表示することができる。これにより、複数の編集対象の領域のうち、操作者により編集対象の領域が選択されると、選択された編集対象の領域に対応する編集ツールを、決定された大きさで表示することができる。

加えて、本医用画像処理装置１によれば、編集対象の領域の大きさと所定の値とに基づいて、編集ツールの大きさを決定することができる。これにより、編集対象の領域の大きさよりも小さい大きさで、編集ツールを表示することができる。また、入力部２７におけるマウス・ホイールなどの入力デバイスの操作により、編集ツールの大きさを動的に変更することができる。

さらに、本医用画像処理装置１によれば、編集された編集対象の領域に応じて、編集ツールの大きさを決定することができる。すなわち、編集ツールの大きさを、編集中にリアルタイムに変更することができる。これにより、編集作業を繰り返すことにより、編集ツールの大きさは、徐々に操作者が所望する編集対象の領域の大きさに収束させることができる。

また、本医用画像処理装置１によれば、芯線および組織の輪郭形状に応じて、編集ツールを選択し、編集ツールの大きさを決定することができる。これにより、解剖学的な構造を反映して、編集ツールの形状および大きさを決定することができる。すなわち、脳および肝臓などの組織の領域の輪郭に対しても、最適な大きさで、編集ツールを表示することが可能となる。以上のことから、例えば、脳の委縮率の算出、灌流（Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ）解析などの精度の向上が可能となる。

これらのことから、本医用画像処理装置１によれば、管状組織、特に血管構造などの編集が容易となり、例えば、動脈硬化の指標などのような解析を精度よくかつ短時間に実行することができる。この結果、臨床ワークフローの効率が向上する。

加えて、実施形態に係る各機能は、当該処理を実行する医用画像処理プログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…医用画像処理装置、１１…記憶部、１３…抽出部、１５…位置関係決定部、１７…編集ツール選択部、１９…大きさ決定部、２１…画像発生部、２３…表示部、２５…インターフェース部、２７…入力部、２９…制御部

Claims (15)

1. 形状の異なる複数の編集ツールとボリュームデータとを記憶する記憶部と、
   前記ボリュームデータから少なくとも一つの編集対象の領域を抽出する抽出部と、
   前記抽出された編集対象の領域に基づいて、前記抽出された編集対象の領域を有する医用画像を発生する画像発生部と、
   前記医用画像に重畳される前記編集ツールの位置と前記抽出された編集対象の領域とに基づいて、前記編集ツールの位置と前記編集対象の領域との相対的な位置関係を決定する位置関係決定部と、
   前記決定された相対的な位置関係に基づいて、前記編集対象の領域の編集に用いられる編集ツールを、前記複数の編集ツールから選択する編集ツール選択部と、
   前記選択された編集ツールを前記医用画像に前記相対的な位置関係に従って重畳した重畳画像を表示する表示部と、
   を具備することを特徴とする医用画像処理装置。
2. 前記位置関係決定部は、
   前記編集ツールの位置が前記編集対象の領域に含まれるか否かを判定し、
   前記判定された結果に基づいて、前記相対的な位置関係を決定すること、
   を特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
3. 前記抽出された編集対象の領域の大きさに基づいて、前記選択された編集ツールの大きさを決定する大きさ決定部をさらに具備し、
   前記表示部は、前記医用画像に前記選択された編集ツールを前記決定された大きさで前記相対的な位置関係に従って重畳した重畳画像を表示すること、
   を特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
4. 前記抽出部は、
   前記ボリュームデータから複数の編集対象の領域を抽出し、
   前記大きさ決定部は、前記抽出された複数の編集対象の領域にそれぞれ対応する複数の大きさを決定し、
   前記表示部は、前記抽出された複数の編集対象の領域のうち入力操作に従って選択された編集対象の領域に対応する前記大きさで、前記編集ツールを前記医用画像に重畳した重畳画像を表示すること、
   を特徴とする請求項３に記載の医用画像処理装置。
5. 前記編集対象の領域の大きさは、前記編集対象の領域の解剖学的構造に関する大きさであること、
   を特徴とする請求項３に記載の医用画像処理装置。
6. 前記決定された大きさは、前記抽出された編集対象の領域の大きさより所定の値だけ小さい大きさであること、
   を特徴とする請求項３に記載の医用画像処理装置。
7. 前記大きさ決定部は、前記編集ツールにより編集された前記編集対象の領域の大きさに基づいて、前記編集ツールの大きさを決定すること、
   を特徴とする請求項３に記載の医用画像処理装置。
8. 前記抽出部は、前記ボリュームデータから複数の編集対象を抽出し、
   前記位置関係決定部は、前記編集ツールの位置と前記編集対象各々の領域とに基づいて、前記編集対象にそれぞれ対応する複数の前記相対的な位置関係を決定し、
   前記編集ツール選択部は、前記複数の相対的な位置関係に基づいて、前記編集対象にそれぞれ対応する複数の編集ツールを選択し、
   前記表示部は、前記編集対象から選択された編集対象に対応する編集ツールを、前記医用画像に、前記対応する相対的な位置関係に従って重畳した重畳画像を表示すること、
   を特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
9. 前記編集対象は、管状構造であって、
   前記編集対象の領域は、前記管状構造における内壁の領域と外壁の領域とのうち少なくとも一方の領域であること、
   を特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
10. 前記編集ツール選択部は、
    前記編集対象に基づいて、前記編集対象の領域の編集に用いられる編集ツールを、前記複数の編集ツールから選択すること、
    を特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
11. 編集対象の領域を編集する編集ツールとボリュームデータとを記憶する記憶部と、
    前記ボリュームデータから編集対象の領域を抽出する抽出部と、
    前記抽出された編集対象の領域に基づいて、前記抽出された編集対象の領域を有する医用画像を発生する画像発生部と、
    前記抽出された編集対象の領域の大きさに基づいて、前記編集ツールの大きさを決定する大きさ決定部と、
    前記医用画像に前記編集ツールを前記決定された大きさで重畳した重畳画像を表示する表示部と、
    を具備することを特徴とする医用画像処理装置。
12. コンピュータに、
    形状の異なる複数の編集ツールとボリュームデータとを記憶させ、
    前記ボリュームデータから編集対象の領域を抽出させ、
    前記抽出された編集対象の領域に基づいて、前記抽出された編集対象の領域を有する医用画像を発生させ、
    前記医用画像に重畳される前記編集ツールの位置と前記抽出された編集対象の領域とに基づいて、前記編集ツールの位置と前記編集対象の領域との相対的な位置関係を決定させ、
    前記決定された相対的な位置関係に基づいて、前記編集対象の領域の編集に用いられる編集ツールを、前記複数の編集ツールから選択させ、
    前記医用画像に前記選択された編集ツールを前記相対的な位置関係に従って重畳した重畳画像を表示させること、
    を具備することを特徴とする医用画像処理プログラム。
13. コンピュータに、
    編集対象を編集する編集ツールとボリュームデータとを記憶させ、
    前記ボリュームデータから編集対象の領域を抽出させ、
    前記抽出された編集対象の領域に基づいて、前記抽出された編集対象の領域を有する医用画像を発生させ、
    前記抽出された編集対象の領域の大きさに基づいて、前記編集ツールの大きさを決定させ、
    前記医用画像に前記編集ツールを前記決定された大きさで重畳した重畳画像を表示させること、
    を具備することを特徴とする医用画像処理プログラム。
14. 形状の異なる複数の編集ツールとボリュームデータとを記憶する記憶部と、
    前記ボリュームデータから少なくとも一つの編集対象の領域を抽出する抽出部と、
    前記ボリュームデータから、前記抽出された編集対象の領域を含む医用画像を発生する画像発生部と、
    前記医用画像内における前記編集ツールの位置を設定する設定部と、
    前記設定された編集ツールの位置と前記抽出された編集対象の領域とに基づいて、前記編集ツールの位置と前記編集対象の領域との相対的な位置関係を決定する位置関係決定部と、
    前記決定された相対的な位置関係に基づいて、前記編集対象の領域の編集に用いられる編集ツールを、前記複数の編集ツールから選択する編集ツール選択部と、
    前記選択された編集ツールを前記医用画像内に表示させる表示部と、
    を具備することを特徴とする医用画像処理装置。
15. 複数の編集ツールと医用画像とを記憶する記憶部と、
    前記医用画像中の少なくとも一つの編集対象の領域を特定する特定部と、
    前記医用画像内における前記編集ツールの位置を設定する設定部と、
    前記設定された編集ツールの位置と前記特定された編集対象の領域とに基づいて、前記編集ツールの位置と前記編集対象の領域との相対的な位置関係を決定する位置関係決定部と、
    前記決定された相対的な位置関係に基づいて、前記編集対象の領域の編集に用いられる編集ツールを、前記複数の編集ツールから選択する編集ツール選択部と、
    前記選択された編集ツールを前記医用画像内に表示させる表示部と、
    を具備することを特徴とする医用画像処理装置。

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